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超精密磨床新型复合材料研制及床身热结构耦合仿真分析
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作者 龚闪闪 李放 +3 位作者 乔雪涛 许华威 张宇翔 赵乙衡 《机电工程技术》 2025年第21期35-42,76,共9页
针对传统铸铁材料磨床床身存在温度分布不均、温度波动范围广、热应力和热变形大、较难达到热平衡等问题,提出采用钢-聚丙烯纤维增强人造花岗岩(SPFRAG)材料代替铸铁材料来改善床身热稳定性能。研究并设计SPFRAG各组分材料的配比和制备... 针对传统铸铁材料磨床床身存在温度分布不均、温度波动范围广、热应力和热变形大、较难达到热平衡等问题,提出采用钢-聚丙烯纤维增强人造花岗岩(SPFRAG)材料代替铸铁材料来改善床身热稳定性能。研究并设计SPFRAG各组分材料的配比和制备工艺,研制综合性能较佳的SPFRAG新型材料成型试件,并测试该材料的静态机械强度以及热性能参数,与铸铁材料的属性参数进行对比分析。以某型号铸铁材料磨床床身为设计原型,优化SPFRAG新型材料超精密磨床床身新构型,利用SolidWorks与ANSYS Workbench仿真分析机床整机在工作状态下影响SPFRAG新型材料磨床床身变形的多处热源,确定床身边界条件,对SPFRAG新型材料磨床床身进行有限元热稳态以及瞬态热应力分析,研究SPFRAG新型材料磨床床身不同位置温度大小对其结构热变形的影响,并对该材料磨床床身热态性能结果进行比较分析。研究结果表明:SPFRAG新型材料磨床床身表面具有较小的温度梯度分布,温度波动范围小且达到热平衡时间短,导轨面和电机安装面为温升最高部位,其余部位温度变化不大。在仿真实验条件下,SPFRAG新型材料磨床床身由于温度分布不均和温度梯度产生的瞬态热应力和瞬态热变形量均较小,热环境下磨床床身前几阶固有频率均有显著提高,同时热膨胀系数的下降可进一步降低磨床床身热变形,其中,相较于原型铸铁材料磨床床身,优化后的SPFRAG新型材料磨床床身热变形降低12.56%、热应力降低67.88%,磨床床身前三阶固有频率提升幅度分别为27.72%、53.48%、33.76%。以上研究结论充分说明SPFRAG新型材料在提高磨床床身热性能以及热稳定性等方面的可行性和优越性。最后针对降低磨床床身热变形以及提升机床生产可靠性提出相应的解决措施,可为提高机床加工精度提供依据。 展开更多
关键词 SPFRAG新型材料 超精密磨床 性能参数测试 热膨胀系数 热稳态分析 瞬态热应力 热结构耦合 热稳定性
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钢纤维聚合物混凝土机床床身动态性能仿真 被引量:9
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作者 徐平 牛艳奇 于英华 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2003年第1期104-106,共3页
研究了一种新型的复合材料——钢纤维聚合物混凝土,用它来做机床的基础件,其静动态性能优于传统的灰铸铁床身。从钢纤维聚合物混凝土的实验材料和制备方法入手,利用力学原理简单研究了钢纤维的增强机理,并且利用有限元的方法,对机床的... 研究了一种新型的复合材料——钢纤维聚合物混凝土,用它来做机床的基础件,其静动态性能优于传统的灰铸铁床身。从钢纤维聚合物混凝土的实验材料和制备方法入手,利用力学原理简单研究了钢纤维的增强机理,并且利用有限元的方法,对机床的床身进行模拟,得到了不同截面尺寸的固有频率,通过同结构的钢纤维聚合物混凝土和铸铁床身进行谐响应分析,证明了钢纤维聚合物混凝土床身良好的动态性能。 展开更多
关键词 动态性能仿真 钢纤维聚合物混凝土 增强机理 模拟仿真 复合材料 机床基础件 谐响应分析
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大理石机床床身对主轴箱温度场分布的影响研究 被引量:4
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作者 徐宏伟 张广鹏 +1 位作者 黄玉美 陈庆涛 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1274-1278,共5页
通过对45钢和大理石试件之间接触以及45钢和铸铁HT250之间接触的热传导温度场进行实验测试,得到了相应的瞬态及稳态温度场分布数据。通过对不同材料接触的稳态温度实验数据进行分析,计算了不同载荷作用下相应的接触热阻。通过分析,说明... 通过对45钢和大理石试件之间接触以及45钢和铸铁HT250之间接触的热传导温度场进行实验测试,得到了相应的瞬态及稳态温度场分布数据。通过对不同材料接触的稳态温度实验数据进行分析,计算了不同载荷作用下相应的接触热阻。通过分析,说明了大理石材料机床床身的数控机床相对于铸铁材料机床床身的数控机床,其主轴箱可能产生的温度场分布变化。研究结果为大理石材料床身的数控机床设计提供了建设性的参考意见。 展开更多
关键词 机床 大理石 温度场 接触热阻
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PC材料数控车床尾架体的设计与制造 被引量:6
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作者 徐平 于英华 李智超 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 2000年第2期177-179,共3页
在分析PC材料性能及其在国内外机床行业应用现状的基础上,提出了用PC材料作数控车床尾架体的设计方案,以求促进PC材料在我国机床行业的应用。
关键词 聚合物混凝土 尾架体 PC材料 数控车床 结构设计
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聚合物混凝土(PC)在机械行业的应用及分析 被引量:5
5
作者 徐平 于英华 李智超 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 2000年第1期79-80,共2页
根据作者对聚合物混凝土的研究,提出改善其性能的些看法,以求扩大PC材料在机械行业中的应用范围.
关键词 聚合物混凝土 粘接剂 填料 机械行业 PC材料
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混合纤维增强树脂矿物复合材料研究 被引量:3
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作者 郭辰光 朱立达 +1 位作者 李威力 李源 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期62-67,共6页
为了研究作为精密机床床身基础构件的混合纤维增强树脂矿物复合材料的性能,以钢纤维质量分数、丝瓜络纤维质量分数、钢纤维长径比为考察因素,采用正交试验设计方法开展16组钢–丝瓜络纤维混合增强树脂矿物复合材料试件压缩强度与阻尼比... 为了研究作为精密机床床身基础构件的混合纤维增强树脂矿物复合材料的性能,以钢纤维质量分数、丝瓜络纤维质量分数、钢纤维长径比为考察因素,采用正交试验设计方法开展16组钢–丝瓜络纤维混合增强树脂矿物复合材料试件压缩强度与阻尼比测试试验。结果表明,钢纤维质量分数对材料压缩强度的影响最大,丝瓜络纤维质量分数对材料阻尼比的影响最大。随着丝瓜络纤维的添加,试件压缩强度与阻尼比均出现先增大后减小的趋势,当丝瓜络纤维质量分数达到0.1%时,试件的压缩强度为98.095 0 MPa,阻尼比为0.172 7。钢纤维添加量与试件压缩强度呈线性递增趋势,且当钢纤维质量分数达到0.4%时,试件阻尼比达到最大值,为0.170 7,当钢纤维质量分数为0.8%时,试件的整体性能最优。当钢纤维长径比为60时,试件的压缩强度为100.063 0 MPa,阻尼比为0.170 9。混合纤维增强树脂矿物复合材料的最佳组分为:丝瓜络纤维质量分数0.1%,钢纤维质量分数0.8%,钢纤维长径比60。 展开更多
关键词 树脂矿物复合材料 混合纤维 精密机床床身 压缩性能 阻尼比
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钢纤维聚合物混凝土机床基础件热性能 被引量:5
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作者 于英华 王明旭 徐平 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2008年第7期50-52,共3页
基于钢纤维聚合物混凝土(SFPC)在机床基础件中的应用,分析了影响SFPC热变形的因素,对SF-PC热态性能参数—热变形系数进行了测试,在此基础上对SFPC机床基础件与传统铸铁机床基础件的热性能进行分析比较,结果表明前者优于后者,为钢纤维聚... 基于钢纤维聚合物混凝土(SFPC)在机床基础件中的应用,分析了影响SFPC热变形的因素,对SF-PC热态性能参数—热变形系数进行了测试,在此基础上对SFPC机床基础件与传统铸铁机床基础件的热性能进行分析比较,结果表明前者优于后者,为钢纤维聚合物混凝土在机床制造业乃至其他工程领域中的应用提供理论依据。 展开更多
关键词 钢纤维聚合物混凝土 热变形系数 热态性能 机床基础件
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接触热阻对薄板零件表面激光淬火温度场形成影响研究 被引量:3
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作者 徐宏伟 戴艳俊 +1 位作者 孟德芳 黄玉美 《应用激光》 CSCD 北大核心 2012年第6期516-518,共3页
激光淬火工艺具有节能环保、质量高的优点。研究薄板零件激光淬火时所形成的温度场对将激光淬火应用于薄板零件表面强化的实际工作中具有重要的作用。本文通过对45钢和铸铁HT250之间接触面的接触热阻进行实验测试,通过数据分析得出了相... 激光淬火工艺具有节能环保、质量高的优点。研究薄板零件激光淬火时所形成的温度场对将激光淬火应用于薄板零件表面强化的实际工作中具有重要的作用。本文通过对45钢和铸铁HT250之间接触面的接触热阻进行实验测试,通过数据分析得出了相应的接触热阻经验关系式。利用Abaqus软件模拟薄板表面激光淬火,其中将实验所得的接触热阻经验关系式代入,得到了相应薄板表面淬火温度场。通过与不考虑接触热阻的零件表面淬火温度场仿真结果进行对比,得出了接触热阻对薄板零件表面激光淬火所形成的温度场的影响。研究成果可对薄板表面激光淬火工艺应用于实践提供指导。 展开更多
关键词 接触热阻 仿真 温度场 激光淬火
原文传递
基于UG的多面体零件五轴加工工艺设计探索
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作者 黄江航 《造纸装备及材料》 2025年第4期101-103,共3页
多面体零件在同一实体上具有多个特征面,面与面之间的几何公差要求相对较高,如果利用三轴数控机床加工这类零件,在限制分度头使用的情况下很难避免因换面而导致的尺寸误差问题,而使用基于交互式CAD/CAM系统(UG)编程的五轴数控机床,则可... 多面体零件在同一实体上具有多个特征面,面与面之间的几何公差要求相对较高,如果利用三轴数控机床加工这类零件,在限制分度头使用的情况下很难避免因换面而导致的尺寸误差问题,而使用基于交互式CAD/CAM系统(UG)编程的五轴数控机床,则可以很轻松地利用附加轴对零件的代加工表面位置进行调整,缩短加工所需时间。基于此,文章先分析了多面体零件新旧加工工艺,提出了基于UG的多面体零件五轴加工工艺设计路径,包括加工刀路坐标系设计和装夹工艺设计,以期为相关研究提供借鉴与参考。 展开更多
关键词 交互式CAD/CAM系统 五轴数控机床 多面体零件 三维扫描
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钢纤维聚合物混凝土高阻尼性及其在机床制造业中的应用 被引量:13
10
作者 徐平 崔剑 《机床与液压》 北大核心 2004年第4期103-105,共3页
本文对纲纤维聚合物混凝土的阻尼机理进行了理论分析。研究温度、频率、纤维体积及界面对钢纤维聚合物混凝土阻尼性能的影响。通过对钢纤维聚合物混凝土试件的阻尼实验 ,我们得出钢纤维聚合物混凝土具有高阻尼性 ,其阻尼比为铸铁的 5~ ... 本文对纲纤维聚合物混凝土的阻尼机理进行了理论分析。研究温度、频率、纤维体积及界面对钢纤维聚合物混凝土阻尼性能的影响。通过对钢纤维聚合物混凝土试件的阻尼实验 ,我们得出钢纤维聚合物混凝土具有高阻尼性 ,其阻尼比为铸铁的 5~ 6倍。与铸铁和其他传统材料相比 ,其作为机床部件具有显著的减震降噪效果 。 展开更多
关键词 钢纤维聚合物混凝土 阻尼 动静态刚度 减震降噪 机床制造业
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PC复合材料劈裂抗拉强度及影响因素 被引量:2
11
作者 刘敬福 李智超 周梅 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 2000年第6期638-640,共3页
PC材料近些年在机床行业得到应用。本文针对机床构件特点,研究了粘结料成分?PC组分配比、试件尺寸对其劈裂抗拉强度的影响,并提出一些看法。
关键词 复合材料 劈裂抗拉强度 影响因素 机床构件 粘结料 聚合物树脂混凝土
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钢纤维聚合物混凝土机床基础件制造缺陷分析 被引量:2
12
作者 徐平 黄政委 于英华 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2009年第11期91-95,共5页
钢纤维聚合物混凝土是一种可用于制造机床基础件的新型复合材料,在实际生产中其铸件常产生气孔、裂纹、变形、分层等缺陷。分析了这些缺陷产生的原因,重点研究了气孔缺陷产生的机理,并提出避免这些缺陷产生的措施。
关键词 钢纤维聚合物混凝土 缺陷 气孔 固化反应
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钢纤维聚合物混凝土劈裂抗拉强度的神经网络预测 被引量:2
13
作者 徐平 王明旭 于英华 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2006年第5期58-59,63,共3页
针对钢纤维聚合物混凝土的工程应用特性,分析影响其劈裂抗拉强度的因素。结合人工神经网络原理,构造了钢纤维聚合物混凝土劈裂抗拉强度的人工神经网络预测模型。采用BP神经网络和所建的数学模型,对钢纤维聚合物混凝土的劈裂强度进行预... 针对钢纤维聚合物混凝土的工程应用特性,分析影响其劈裂抗拉强度的因素。结合人工神经网络原理,构造了钢纤维聚合物混凝土劈裂抗拉强度的人工神经网络预测模型。采用BP神经网络和所建的数学模型,对钢纤维聚合物混凝土的劈裂强度进行预测。为钢纤维聚合物混凝土在机床制造业乃至其他工程领域中的进一步应用提供理论依据。 展开更多
关键词 钢纤维聚合物混凝土 神经网络 劈裂抗拉强度 预测模型
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轻质多孔结构在机床工作台中的应用研究 被引量:2
14
作者 张勇 闫媛媛 杨飞 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第11期168-170,共3页
将轻质多孔结构应到高速立式加工中心的工作台结构中,设计出了一种新型的机床工作台—多孔结构工作台,与原工作台相比多孔结构工作台的总质量减少了16.337kg,从而减小了高速加工过程中产生的惯性力,并对两种不同结构的工作台分别进行了... 将轻质多孔结构应到高速立式加工中心的工作台结构中,设计出了一种新型的机床工作台—多孔结构工作台,与原工作台相比多孔结构工作台的总质量减少了16.337kg,从而减小了高速加工过程中产生的惯性力,并对两种不同结构的工作台分别进行了静力学分析和模态分析。分析结果表明:多孔结构工作台比原工作台的最大静变形减小了20.9%,并且多孔结构工作台的前6阶固有频率平均增加87.33Hz,最大增加了191.56 Hz;说明将多孔结构应用到机床工作台中的方法是有效的,这将为改变传统的工作台筋板设计提供一种新的思路。 展开更多
关键词 机床工作台 轻质多孔结构 静动态分析
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影响聚合矿物复合材料线膨胀系数的因素研究 被引量:1
15
作者 孙杰 李考年 +2 位作者 连政国 梁绍波 陈艳秋 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2000年第2期37-39,共3页
通过正交试验 ,用电感测微仪测试不同配方聚合矿物复合材料的线膨胀系数 ,探讨了材料组分与线膨胀系数之间的关系。
关键词 复合材料 机床材料 聚合矿场 线膨胀系数
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用环氧树脂混凝土制造机床床身的研究 被引量:7
16
作者 吴隆 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 1994年第11期12-14,21,共4页
用环氧树脂混凝土制造机床床身的研究郑州纺织工学院吴隆主题词环氧树脂,混凝土,床身80年代,一些西方国家的机床制造业,在高速、高效、高精度加工技术发展的推动下,积极开展了用新型材料替代传统金属材料制造机床床身的研究开发... 用环氧树脂混凝土制造机床床身的研究郑州纺织工学院吴隆主题词环氧树脂,混凝土,床身80年代,一些西方国家的机床制造业,在高速、高效、高精度加工技术发展的推动下,积极开展了用新型材料替代传统金属材料制造机床床身的研究开发工作,取得了可喜的成果,优选出了环... 展开更多
关键词 环氧树脂 混凝土 床身 材料 机床
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聚合物混凝土床身的制造与特性分析 被引量:10
17
作者 吴隆 《机械制造》 北大核心 2004年第1期37-39,共3页
介绍了聚合物混凝土机床床身的制造方法、动态特性,以及与铸铁机床床身的优劣比较与分析。
关键词 机床 床身 聚合物混凝土 制造 动态特性 衰减常数
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低应力高强度铸铁生产机床床身件 被引量:5
18
作者 孙宇宁 《现代铸铁》 CAS 1995年第4期51-52,共2页
关键词 机床床身 铸铁 低应力 高强度 硅碳化
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我国导轨用聚合物材料的演变 被引量:3
19
作者 王惠祖 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 1993年第6期17-19,共3页
机床导轨长年累月处于相对滑动摩擦,有摩擦就有磨损。导轨一磨损机床精度就丧失,严重的使机床报废。因此提高机床导轨的耐摩性和摩擦特性,从而延长机床的使用寿命和提高机床的加工精度是机床工业长期以来谋求的目标。本世纪50年代以前,... 机床导轨长年累月处于相对滑动摩擦,有摩擦就有磨损。导轨一磨损机床精度就丧失,严重的使机床报废。因此提高机床导轨的耐摩性和摩擦特性,从而延长机床的使用寿命和提高机床的加工精度是机床工业长期以来谋求的目标。本世纪50年代以前,聚合物材料还未大量问世的时候,机床导轨的摩擦副还只能是金属/金属,如铸铁/铸铁、铸铁/铜等。而且从古至今人们的习惯观念是材料愈硬愈耐磨。 展开更多
关键词 高聚物 材料 机床 导轨
原文传递
有限元分析在HTM125600车铣中心床身设计中的应用
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作者 王力斌 陈俊前 刘萍 《数控机床市场》 2012年第7期59-61,共3页
床身是机床的重要部件,床身的刚度好坏直接影响机床的精度。本文采用了有限元分析的方法,运用ANSYS软件,对床身的模拟实际载荷情况进行了较精准的建模仿真,对床身受力的薄弱环节进行识别,进行振动特性分析,从而在设计时合理地进... 床身是机床的重要部件,床身的刚度好坏直接影响机床的精度。本文采用了有限元分析的方法,运用ANSYS软件,对床身的模拟实际载荷情况进行了较精准的建模仿真,对床身受力的薄弱环节进行识别,进行振动特性分析,从而在设计时合理地进行筋型布置和承重壁厚的选取。 展开更多
关键词 有限元分析 床身 车铣中心 ANSYS软件 应用 设计 振动特性分析 建模仿真
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